Beste antwoord
Hoe hoger u gaat in hoogte, hoe lager de omgevingsluchtdruk. Dit principe wordt gebruikt door verschillende vliegtuiginstrumenten en -apparatuur, zoals:
- Hoogtemeters,
- Verticale snelheidsindicatoren (VSI)
- Luchtsnelheidsindicatoren
- Mach-indicatoren
- Luchtgegevenscomputers
- Hoogte-encoders voor transponder.
- Drukregelingssystemen
De statische poort verzamelt de omgevingsluchtdruk van buitenaf en voert deze naar de instrumenten.
Hoogtemeters
Een hoogtemeter geeft de barometrische hoogte van het vliegtuig aan.
Binnen in de hoogtemeter bevindt zich een verzegelde doos, een aneroïde . De aneroïde is opgebouwd uit stapels metalen platen die net als een accordeon kunnen uitzetten en krimpen. De statische lucht wordt naar de behuizing van de hoogtemeter gevoerd en omringt de aneroïde. Wanneer de omgevingsdruk toeneemt en afneemt, trekt de aneroïde zich samen en zet ze uit.
Een mechanische verbinding tussen de aneroïde en het display van het instrument beweegt de wijzers van de wijzerplaat wanneer dit gebeurt.
Wanneer het vliegtuig in hoogte stijgt, neemt de buitendruk af en zet de aneroïde uit. Wanneer het vliegtuig in hoogte zakt, neemt de druk toe en stort de aneroïde in.
De hoogtemeter wordt gekalibreerd op basis van een drukmodel gedefinieerd door de International Standard Atmosphere (ISA).
De standaarddruk op zeeniveau is 29,92 ″ hg (of 1013,25 mbar). Een probleem is dat de druk op een bepaalde dag en locatie hoger of lager kan (en meestal) is dan normaal. Om dit te compenseren, hebben moderne hoogtemeters een knop waarmee de piloot het referentieniveau op zeeniveau voor dat gebied en die tijd kan aanpassen. Dit wordt een hoogtemeterinstelling of QNH genoemd en wordt aangegeven op de Kollsman-venster van de hoogtemeter .
Een beetje off-topic, maar belangrijk ter onderscheiding noemen we de radio (radar) hoogtemeter , die de statische poort helemaal niet gebruikt. Dit instrument geeft de werkelijke hoogte boven de grond aan door de tijd te meten die een naar beneden gestuurd radiosignaal nodig heeft om terug te kaatsen naar het vliegtuig. Het werkt alleen op lagere hoogten (meestal onder 2500 ft), en wordt voornamelijk gebruikt voor instrumentnaderingen en grondbewustzijn.
Verticale snelheidsindicator (VSI)
De verticale snelheidsindicator geeft de klim- of daalsnelheid weer, meestal in voet per minuut. Het doet dat door de mate van verandering in omgevingsdruk van de statische poort te meten.
Het werkt op een vergelijkbare manier als de barometrische hoogtemeter, behalve dat de statische poort is verbonden met een diafragma in plaats van een verzegelde aneroïde. De behuizing van het instrument heeft een gekalibreerd lek, waardoor lucht langzaam in en uit kan bewegen. Wanneer het vliegtuig klimt, neemt de omgevingsdruk die wordt gemeten door de statische poort af. Dit veroorzaakt een onmiddellijke afname van de druk in het diafragma, die uitzet. De mechanische verbinding met de wijzerplaat beweegt om een klim aan te geven.
Zodra de klim stopt, wordt de druk uiteindelijk gelijkmatig verdeeld door het gekalibreerde lek en toont het instrument een stijgsnelheid van 0.
Bij een afdaling gebeurt het tegenovergestelde.
De sleutel is dat de druk buiten het membraan altijd achterblijft bij de druk erin, dankzij het gekalibreerde lek. Dit leidt tot een vertragingsfout, die wordt verholpen door versnellers in een meer geavanceerde vorm van dit instrument, een instantane VSI genaamd.
Airspeed Indicator
Terwijl het vliegtuig vooruit beweegt, luchtstroom oefent druk uit in de richting tegengesteld aan de vliegbaan. Deze druk is de combinatie van de statische druk (omgevingsdruk, veroorzaakt door het gewicht van de luchtkolom boven het vliegtuig) + dynamisch (druk veroorzaakt door de luchtmoleculen die het vliegtuig raken terwijl het vooruit beweegt). De dynamische druk geeft ons een redelijk goede (maar niet perfecte) weergave van de luchtsnelheid.
Om dynamische druk te verkrijgen, moeten we de omgevingsdruk aftrekken van de totale druk.
Hoe is het dit gedaan?
De luchtsnelheidsmeter gebruikt een extra poort, de pitotbuis genaamd, die de totale luchtdruk meet. We hadden het al over de statische poort, die de omgevingsdruk meet. De luchtsnelheidsmeter trekt mechanisch de omgevingsdruk af van de totale druk.
Ik zei dat de luchtsnelheidsindicator ons slechts een redelijk goede indicatie geeft van de luchtsnelheid, niet een werkelijke luchtsnelheid. Dit komt door verschillende fouten. Luchtsnelheden worden geclassificeerd op basis van hun mate van voorkomen:
- Indicated Air Speed (IAS) – De snelheid zoals deze rechtstreeks op de wijzerplaat wordt afgelezen.
- Calibrated Air Speed (CAS) – IAS gecorrigeerd voor kalibratiefouten, zoals de positie van de statische poort en pitotbuis onder verschillende invalshoeken. Verkregen uit vliegtuigkaarten.
- Equivalent Air Speed (EAS) – CAS gecorrigeerd voor compressibiliteitsfouten bij hoge snelheden en hoogtes. Verkregen uit kaarten.
- Ware luchtsnelheid (TAS) – De werkelijke snelheid van het vliegtuig door de lucht. In omstandigheden zonder wind is het gelijk aan de grondsnelheid. Het is ook EAS-gecorrigeerd voor dichtheid (meestal verkregen als functie van temperatuur en hoogte).
De statische en pitotsystemen worden meestal de pitot-static -systeem.
Machmeter
Een machmeter gebruikt de pitot-static systeem om de verhouding tussen de werkelijke luchtsnelheid en de lokale geluidssnelheid weer te geven.
Het werkt als een combinatie van een vliegsnelheidsmeter en een hoogtemeter. Het hoogtemetergedeelte past de ratio-arm aan, die correleert met de lokale geluidssnelheid op die drukhoogte.
Air Data Computers (ADC)
Vergeet alles wat je net hebt geleerd! (nou ja, niet echt, de principes zijn belangrijk …)
Alles wat ik hierboven beschreef is een beetje archaïsch, het is hoe oudere, mechanische instrumenten werken. Moderne vliegtuigen zijn meestal uitgerust met Air Data Computers die de parameters elektronisch berekenen, in plaats van mechanisch.
Toch heeft de ADC fysieke input nodig, net als mechanische instrumenten:
- Statische lucht van de statische poorten
- Totale lucht van de pitotpoort
- Temperatuur van de poorten voor totale luchttemperatuur (TAT) of buitenluchttemperatuur (OAT).
Enkele van zijn outputs:
- Luchtsnelheid (CAS of EAS)
- Ware luchtsnelheid
- Verticale snelheid
- Luchtdrukhoogte (gebaseerd op standaard 29,92 ″ hg zeespiegeldatum)
- Baro-gecorrigeerde hoogte
- Machnummer
- Totale luchttemperatuur (TAT)
- Statische luchttemperatuur (SAT)
De informatie wordt meestal gepresenteerd op elektronische “glazen cockpit”, primaire vluchtdisplays (PFDs):
Op de linkerbalk zie je de aangegeven luchtsnelheid (250 kts), daaronder zie je het mach-nummer (.795).
De ri De ght-balk toont de hoogtemeter (38.000 ft) en rechts daarvan de verticale snelheid (0 stijgsnelheid).
Systemen voor het onder druk zetten
Drukregelingssystemen gebruiken ook statische poorten voor het berekenen en regelen van de differentiële druk in de cabine (het verschil tussen de druk in de cabine en de omgevingsdruk buiten).
Het drukverhogingssysteem kan zijn eigen, speciale, statische poorten hebben .
Gecombineerde sondes
Sommige vliegtuigen combineren de statische sondes, pitot- en andere sondes in een enkele vervangbare eenheid. Ze bieden een betere nauwkeurigheid, gemakkelijker onderhoud, zijn lichter en zijn sneller te vervangen.
Hier is de SmartProbe van een Air Data System die pitot-, statische en aanvalsondes combineert in een enkele eenheid:
Antwoord
Haha Dit is een gemakkelijke. Het is de Hughes H4 Hercules, beter bekend als een sparrengans.
Ontwikkeld in 1942, en met een bijna geheel houten constructie heeft deze kolos met 8 motoren een grotere spanwijdte dan die van de Boeing 747, de Airbus A380 of de An-225 Mira. Het is ook bijna net zo lang en had een beladen gewicht van 400.000 pond. het was bedoeld als een zwaar transportvliegtuig om goederen over de Atlantische Oceaan te vervoeren als reactie op zware scheepsverliezen voor u-boten.
Het vloog maar één keer, tijdens een taxitest in augustus 1947, steeg de Spruce Goose op uit het water en vloog 1 mijl op een hoogte van 70 voet, waarmee hij zijn luchtwaardigheid bewees en zijn uitvinder, de beroemde Howard Hughes, vrijstelde van een onderzoek van de Senaat naar de kosten van de ontwikkeling.
Gezien het feit dat alle systemen op het vliegtuig waar mechanisch was, zou dit de H-4 kwalificeren als het grootste vliegtuig met dergelijke bedieningselementen in de geschiedenis.
Bewerken: met dank aan Charles McDevitt voor het feit dat mijn antwoord onjuist is. Bij verder onderzoek kwam ik erachter dat Hughes de H4 had ontworpen met hydraulische bedieningselementen (in feite heeft de H4 5 afzonderlijke hydraulische systemen die aan de bedieningselementen zijn gewijd).Hoewel er nog steeds besturingsdraden waren die de stuurvlakken met de pilootbesturingen verbond, waren deze in feite alleen bedoeld om de besturingselementen op een overeenkomstige manier te bewegen als de besturingsbewegingen, ook wel s werelds eerste feedbacksysteem voor vluchtbesturing genoemd. Ik heb mijn antwoord laten staan ondanks dat het onjuist is, zodat iedereen die mijn antwoord leest deze bewerking kan zien en misschien iets nieuws kan leren. Dat is tenslotte de reden waarom de meesten van ons deze app gebruiken. 🙂